NO317376B1 - Drilling system with a device for anchoring in the borehole - Google Patents

Drilling system with a device for anchoring in the borehole Download PDF

Info

Publication number
NO317376B1
NO317376B1 NO20000796A NO20000796A NO317376B1 NO 317376 B1 NO317376 B1 NO 317376B1 NO 20000796 A NO20000796 A NO 20000796A NO 20000796 A NO20000796 A NO 20000796A NO 317376 B1 NO317376 B1 NO 317376B1
Authority
NO
Norway
Prior art keywords
cylinder
piston
locking
drilling
erd
Prior art date
Application number
NO20000796A
Other languages
Norwegian (no)
Other versions
NO20000796L (en
NO20000796D0 (en
Inventor
Bruno Best
Original Assignee
Shell Int Research
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shell Int Research filed Critical Shell Int Research
Publication of NO20000796L publication Critical patent/NO20000796L/en
Publication of NO20000796D0 publication Critical patent/NO20000796D0/en
Publication of NO317376B1 publication Critical patent/NO317376B1/en

Links

Classifications

    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21BEARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B4/00Drives for drilling, used in the borehole
    • E21B4/18Anchoring or feeding in the borehole
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21BEARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B47/00Survey of boreholes or wells
    • E21B47/12Means for transmitting measuring-signals or control signals from the well to the surface, or from the surface to the well, e.g. for logging while drilling
    • E21B47/14Means for transmitting measuring-signals or control signals from the well to the surface, or from the surface to the well, e.g. for logging while drilling using acoustic waves
    • E21B47/18Means for transmitting measuring-signals or control signals from the well to the surface, or from the surface to the well, e.g. for logging while drilling using acoustic waves through the well fluid, e.g. mud pressure pulse telemetry
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21BEARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B7/00Special methods or apparatus for drilling
    • E21B7/04Directional drilling
    • E21B7/06Deflecting the direction of boreholes
    • E21B7/068Deflecting the direction of boreholes drilled by a down-hole drilling motor

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Mining & Mineral Resources (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Geophysics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Earth Drilling (AREA)
  • Piles And Underground Anchors (AREA)

Description

Oppfinnelsen angår et boresystem med utvidet rekkevidde, heretter kalt ERD-system (ERD = Extended Reach Drilling), for boring av et borehull i en underjordisk formasjon. The invention relates to a drilling system with extended reach, hereinafter called ERD system (ERD = Extended Reach Drilling), for drilling a borehole in an underground formation.

Borehull som bores i en jordformasjon for hydrokarbonleting og produk-sjonsformål, blir stadig dypere og mer kompliserte i geometri da det mange ganger inngår buede, skråttstilte eller horisontale avsnitt. Slike dype og kompliserte borehull pålegger strenge krav på de benyttede borestrenger. Boreholes that are drilled in an earth formation for hydrocarbon exploration and production purposes are becoming increasingly deeper and more complicated in geometry as they often include curved, inclined or horizontal sections. Such deep and complicated boreholes impose strict requirements on the drill strings used.

Den eneste metode for boring av ERD-brønner som hittil har vist seg å være vellykket, utføres ved hjelp av kontinuerlig borestrengrotasjon. Med økende rekkevidde hindrer imidlertid oppbygningen av store friksjonskrefter mellom borestrengen og borehullveggen fyllestgjørende borehulloperasjoner. The only method of drilling ERD wells that has proven successful to date is by continuous drill string rotation. However, with increasing reach, the build-up of large frictional forces between the drill string and the borehole wall prevents successful borehole operations.

Utenfor en viss rekkevidde blir boring i den glidende modus, som kreves for borkronestyring, til og med umulig. Av denne grunn er roterende, styrbare boresystemer for tiden i ferd med å bli utviklet. På grunn av den kraftige helling av ERD-brønner krever disse systemer lange og tunge nedihullsmontasjer som omfatter borevektrør og tunge borerørseksjoner for å oppnå den nødvendige vekt på borkronen for effektiv boring. Beyond a certain range, drilling in the sliding mode, which is required for bit control, even becomes impossible. For this reason, rotary, steerable drilling systems are currently being developed. Due to the severe inclination of ERD wells, these systems require long and heavy downhole assemblies that include drill weight pipe and heavy drill pipe sections to achieve the necessary bit weight for efficient drilling.

Alt dette bidrar til overflate-vridningsmomentet for borestrengrotasjon og resulterer i tunge borestrengkonstruksjoner som til slutt når de mekaniske grenser for for tiden tilgjengelig utstyr ved en rekkevidde på ca. 10 km. Opptrekking av borestrengen fra hullet blir i realiteten umulig i disse brønner, hovedsakelig på grunn av at strengen gir etter. WO 94/27022 viser et boresystem ifølge innledningen til patentkrav 1. Den foreliggende oppfinnelse tilveiebringer et ERD-system som gjør det mulig å bryte gjennom 10 km-grensen. All of this contributes to the surface twisting torque for drillstring rotation and results in heavy drillstring structures that eventually reach the mechanical limits of currently available equipment at a range of approx. 10 km. Pulling up the drill string from the hole becomes practically impossible in these wells, mainly because the string gives way. WO 94/27022 shows a drilling system according to the preamble of patent claim 1. The present invention provides an ERD system which makes it possible to break through the 10 km limit.

Oppfinnelsen tilveiebringer således et boresystem med utvidet rekkevidde (ERD-system) for boring av et borehull i en underjordisk formasjon, hvilket system omfatter The invention thus provides an extended reach drilling system (ERD system) for drilling a borehole in an underground formation, which system comprises

en borkrone, a drill bit,

en motor for å drive borkronen, a motor to drive the drill bit,

et langstrakt legeme til overflaten, an elongated body to the surface,

en hydraulisk sylinder/stempelanordning for å tilveiebringe den nødvendige vekt på borkronen, idet det langstrakte legeme er koplet til en utvalgt av sylinderen og stempelet i sylinder/stempelanordningen, idet borkronen er koplet til den andre av sylinderen og stempelet, og a hydraulic cylinder/piston device for providing the necessary weight to the drill bit, the elongate body being connected to a selected one of the cylinder and the piston in the cylinder/piston device, the drill bit being connected to the other of the cylinder and the piston, and

en låseanordning for låsing av den utvalgte av sylinderen og stempelet mot borehullveggen, idet låseanordningen kan manøvreres mellom en innkoplet stilling og en utkoplet stilling, a locking device for locking the selected one of the cylinder and the piston against the borehole wall, the locking device being maneuverable between an engaged position and a disengaged position,

hvor det langstrakte legeme er en borestreng og borestrengen er koplet til den utvalgte av sylinderen og stempelet ved hjelp av en svivelanordning som tillater rotasjon av borestrengen i forhold til den utvalgte av sylinderen og stempelet, wherein the elongate body is a drill string and the drill string is connected to the selected of the cylinder and the piston by means of a swivel device which allows rotation of the drill string relative to the selected of the cylinder and the piston,

og systemet er ifølge oppfinnelsen kjennetegnet ved at svivelanordningen tillater kontinuerlig rotasjon av borestrengen i forhold til den utvalgte av sylinderen og stempelet. and the system is, according to the invention, characterized by the fact that the swivel device allows continuous rotation of the drill string in relation to the one selected by the cylinder and piston.

Ved å manøvrere sylinder/stempelanordningen for å tilveiebringe den nødvendige vekt på borkronen (WOB = Weight On Bit) mens motoren driver borkronen, unngås behovet for en tung bunnhullmontasje. Den reaksjonskraft som er nødvendig for å tilveiebringe den nødvendige vekt på borkronen, tilveiebringes ved at låseanordningen bringes i inngrep mot borehullveggen. Videre tillater svivelanordningen kontinuerlig rotasjon av borestrengen under boring for å redusere friksjonskrefter mellom borestrengen og borehullveggen, hvilke friksjonskrefter ellers kunne forårsake at boresystemet blir hengende fast i borehullet. Etter å ha boret et fullstendig slag av sylinder/stempelanordningen, trekkes stempelet tilbake i sylinderen, låseanordningen frikoples, og ERD-systemet beveges én slaglengde dypere ned i borehullet. Deretter innkoples låseanordningen på nytt og boringen fortsetter over en ytterligere slaglengde av sylinder/stempelanordningen. By maneuvering the cylinder/piston assembly to provide the required weight on the bit (WOB = Weight On Bit) while the motor drives the bit, the need for a heavy downhole assembly is avoided. The reaction force which is necessary to provide the necessary weight on the drill bit is provided by bringing the locking device into engagement with the borehole wall. Furthermore, the swivel device allows continuous rotation of the drill string during drilling to reduce frictional forces between the drill string and the borehole wall, which frictional forces could otherwise cause the drilling system to become stuck in the borehole. After drilling a full stroke of the cylinder/piston assembly, the piston is retracted into the cylinder, the locking device is disengaged, and the ERD system is moved one stroke deeper into the borehole. The locking device is then engaged again and drilling continues over a further stroke length of the cylinder/piston device.

Svivelanordningen omfatter fortrinnsvis en nedihullskopling som kan drives mellom en utkoplet stilling i hvilken rotasjon av borestrengen/borerøret i forhold til den utvalgte av sylinderen og stempelet tillates, og en innkoplet stilling i hvilken sådan relativ rotasjon er hindret. Koplingen drives i den utkoplede stilling under boring for å tillate rotasjon av borerøret, og i den innkoplede stilling under bevegelse av ERD-systemet dypere ned i borehullet. The swivel device preferably comprises a downhole coupling which can be operated between a disengaged position in which rotation of the drill string/drill pipe relative to that selected by the cylinder and piston is permitted, and an engaged position in which such relative rotation is prevented. The clutch is operated in the disengaged position during drilling to allow rotation of the drill pipe, and in the engaged position during movement of the ERD system deeper down the borehole.

Den utvalgte av sylinderen og stempelet er fortrinnsvis sylinderen, og den andre av sylinderen og stempelet er stempelet. The selected one of the cylinder and the piston is preferably the cylinder, and the other of the cylinder and the piston is the piston.

Fyllestgjørende låsing oppnås passende dersom låseanordningen omfatter minst to sett av radialt utvidbare låsedeler, idet settene omfatter et fremre sett av låsedeler som er anordnet ved en fremre del (på borkronesiden) av sylinderen, og et bakre sett av låsedeler som er anordnet ved en bakre del (borerørsiden) av sylinderen. Complete locking is suitably achieved if the locking device comprises at least two sets of radially expandable locking parts, the sets comprising a front set of locking parts which are arranged at a front part (on the bit side) of the cylinder, and a rear set of locking parts which are arranged at a rear part (drill pipe side) of the cylinder.

For å tillate fullstendig styring av ERD-systemet i forhold til både asimut og helling, foretrekkes det at minst ett av det fremre sett og det bakre sett av låsedeler er i stand til å plassere sylinderen konsentrisk eller eksentrisk i borehullet. To allow complete control of the ERD system in both azimuth and pitch, it is preferred that at least one of the front set and the rear set of locking members is capable of positioning the cylinder concentrically or eccentrically in the borehole.

Det fremre sett av låsedeler er passende i stand til å plassere den fremre del av sylinderen konsentrisk eller eksentrisk i borehullet, og det bakre sett av låsedeler er i stand til å plassere den bakre del av sylinderen konsentrisk eller eksentrisk i borehullet. Ved å innstille låsedelene slik at sylinderen anordnes fullstendig konsentrisk i borehullet, kan det bores et rett borehullavsnitt. Omvendt, ved å orientere sylinderen vippet i borehullet, kan det bores et buet borehullavsnitt. Slik vippet orientering kan oppnås for eksempel ved å innstille den fremre del av sylinderen eksentrisk og den bakre del konsentrisk, eller omvendt. Større vippevink-ler kan oppnås ved å innstille den fremre del og den bakre del eksentrisk i motsatte radialretninger. Én måte for påvirkning av sylinder/stempelanordningen og låsedelene er ved å benytte boreslammet som kraftkilde. Slik påvirkning ville kreve en øket strømningshastighet og/eller et øket trykk av boreslammet for å opprettholde den nødvendige effekt for borkronens borevirkning. Av denne grunn foretrekkes det at ERD-systemet videre omfatter en hydraulisk pumpe for å tilveiebringe effekten for å drive den hydrauliske sylinder/stempelanordning for borevirkningen og hver låsedel for den vegglåsende virkning, idet den hydrauliske pumpe drives av det roterende borerør. Bare et lavt vridningsmomentnivå, som kreves for den hydrauliske effektgenerering, anvendes av borerøret på den hydrauliske sylinder. Den foran-nevnte nedhullskopling er utkoplet når borerøret driver den hydrauliske pumpe. The front set of locking members is suitably capable of positioning the front part of the cylinder concentrically or eccentrically in the bore, and the rear set of locking parts is capable of positioning the rear part of the cylinder concentrically or eccentrically in the bore. By adjusting the locking parts so that the cylinder is arranged completely concentrically in the borehole, a straight borehole section can be drilled. Conversely, by orienting the cylinder tilted in the borehole, a curved borehole section can be drilled. Such a tilted orientation can be achieved, for example, by setting the front part of the cylinder eccentrically and the rear part concentrically, or vice versa. Larger tilt angles can be achieved by setting the front part and the rear part eccentrically in opposite radial directions. One way of influencing the cylinder/piston device and the locking parts is by using the drilling mud as a power source. Such influence would require an increased flow rate and/or an increased pressure of the drilling mud in order to maintain the necessary effect for the drill bit's drilling effect. For this reason, it is preferred that the ERD system further comprises a hydraulic pump to provide the power to drive the hydraulic cylinder/piston device for the drilling action and each locking member for the wall locking action, the hydraulic pump being driven by the rotating drill pipe. Only a low torque level, which is required for the hydraulic power generation, is applied by the drill pipe to the hydraulic cylinder. The aforementioned downhole coupling is disengaged when the drill pipe drives the hydraulic pump.

I den grunnleggende versjon av ERD-systemet ifølge en utførelse av oppfinnelsen roteres borkronen ved hjelp av en slammotor, og den nødvendige vekt på borkronen tilveiebringes av den hydrauliske sylinder/stempelanordning med et aksialt slag på minst én meter, fortrinnsvis 1-5 meter. Ingen rotasjon av det aksiale stempel i forhold til sylinderen er mulig. In the basic version of the ERD system according to an embodiment of the invention, the drill bit is rotated using a mud motor, and the necessary weight on the drill bit is provided by the hydraulic cylinder/piston device with an axial stroke of at least one meter, preferably 1-5 meters. No rotation of the axial piston in relation to the cylinder is possible.

Videre har sylinderen minst to sett av låsedeler som er dannet av hydraulisk påvirkede, radiale stempler, nærmere bestemt ett sett på minst tre stempler på forsiden, borkronesiden, og ett sett på minst tre stempler på baksiden, borerørsiden. Ved å påvirke disse stempler låser verktøyet seg selv mot borehullveggen, fortrinnsvis ved hjelp av gripere som er festet til stemplene. Furthermore, the cylinder has at least two sets of locking parts which are formed by hydraulically influenced, radial pistons, more specifically one set of at least three pistons on the front side, the drill bit side, and one set of at least three pistons on the back side, the drill pipe side. By acting on these pistons, the tool locks itself against the borehole wall, preferably by means of grippers attached to the pistons.

Så snart verktøyet er låst, kan det reaktive borkronevridningsmoment og kraften for vekt på borkronen opptas. Det eller de bakre sett av radiale stempler vil sentralisere sin side av verktøyet i borehullet eller plassere det i en eksentrisk stilling. Det eller de fremre sett av radiale stempler er i stand til å plassere denne side av verktøyet eksentrisk eller konsentrisk i forhold til hullaksen. As soon as the tool is locked, the reactive bit torque and the force for weight on the bit can be absorbed. The rear set or sets of radial pistons will centralize their side of the tool in the borehole or place it in an eccentric position. The forward set(s) of radial rams are capable of positioning this side of the tool eccentrically or concentrically with respect to the hole axis.

Dersom baksiden av verktøyet plasseres i en konsentrisk stilling i forhold til borehullaksen, og frontsiden av verktøyet plasseres i en eksentrisk stilling i forhold til borehullaksen, vil borkronen være i en skjevt innstilt stilling i forhold til hullaksen. Dette vil også være tilfelle dersom situasjonen reverseres, dvs. den bakre side og den fremre side er i henholdsvis den eksentriske og den konsentriske stilling. I denne skjevt innstilte stilling vil borkronen bli presset av det aksiale stempel under sin fremoverbevegelse, for å bore i en avviksretning. If the back of the tool is placed in a concentric position in relation to the drill hole axis, and the front side of the tool is placed in an eccentric position in relation to the drill hole axis, the drill bit will be in a skewed position in relation to the hole axis. This will also be the case if the situation is reversed, i.e. the rear side and the front side are respectively in the eccentric and the concentric position. In this skewed position, the drill bit will be pressed by the axial piston during its forward movement, to drill in a deviation direction.

I en avansert versjon av ERD-systemet ifølge en utførelse av oppfinnelsen er slammotoren erstattet av en hydraulisk motor som drives av oljen fra den hydrauliske pumpe. På samme måte som i den grunnleggende versjon tillater nedihullskoplingen i den avanserte versjon i sin utkoplede stilling kontinuerlig borerørrotasjon for å drive den hydrauliske oljepumpe. Denne pumpe tilveiebringer effekten for å drive det aksiale stempel for borevirkningen, de radiale stempler for den vegglåsende virkning, så vel som den hydrauliske effekt for å drive motoren som driver borkronen. I dette tilfelle vil borerøret bli utsatt for et ytterligere vridningsmoment som er nødvendig for den hydrauliske effektgenerering for å drive borkronen. In an advanced version of the ERD system according to an embodiment of the invention, the mud motor is replaced by a hydraulic motor which is driven by the oil from the hydraulic pump. As in the basic version, the downhole coupling in the advanced version in its disengaged position allows continuous drill pipe rotation to drive the hydraulic oil pump. This pump provides the power to drive the axial piston for the drilling action, the radial pistons for the wall-locking action, as well as the hydraulic power to drive the motor that drives the drill bit. In this case, the drill pipe will be subjected to an additional torque which is necessary for the hydraulic power generation to drive the drill bit.

To metoder for borkronestyring blir hensiktsmessig benyttet, nemlig den overflatestyrte metode og den automatiske metode. Ved den førstnevnte metode blir retningsmålinger fra inklinometre og magnetometre, som inngår i ERD-systemet, sendt til overflaten via telemetri. Retningskontroll anvendes ved å sende kodede slampulser fra overflaten ned til verktøyet. Basert på disse data blir sylinderskjevinn-stillingen og således sidekraften og dens retning på borkronen justert tilsvarende. Two methods of bit control are appropriately used, namely the surface-controlled method and the automatic method. In the first-mentioned method, direction measurements from inclinometers and magnetometers, which are part of the ERD system, are sent to the surface via telemetry. Directional control is used by sending coded slurry pulses from the surface down to the tool. Based on this data, the cylinder misalignment position and thus the lateral force and its direction on the bit are adjusted accordingly.

Ved den sistnevnte metode omfatter ERD-systemet fortrinnsvis en hukommelse. En forprogrammert brønnbane er innført i hukommelsen som er beliggende i verktøyet. In the latter method, the ERD system preferably comprises a memory. A pre-programmed well path is entered into the memory located in the tool.

Målinger fra inklinometre og magnetometre kombinert med målinger av slaget av det aksiale stempel sammenliknes med de forprogrammerte brønnbanedata. Dersom avvikelser fra den programmerte brønnbane detekteres, vil verktøyet automatisk foreta de nødvendige retningskorreksjoner som kreves for å følge den forprogrammerte brønnbane ved passende skjevinnstilling av den hydrauliske sylinder. Measurements from inclinometers and magnetometers combined with measurements of the stroke of the axial piston are compared with the pre-programmed well path data. If deviations from the programmed well path are detected, the tool will automatically make the necessary directional corrections required to follow the pre-programmed well path by appropriately skewing the hydraulic cylinder.

Virkemåten av det foreliggende ERD-system skal nå beskrives under hen-visning til tegningene, der fig. 1 viser et skjematisk riss av en foretrukket utførelse av ERD-systemet som sådant, og fig. 2-4 viser tre typiske situasjoner under boring av et awiksborehull ved benyttelse av ERD-systemet ifølge fig. 1. The operation of the present ERD system will now be described with reference to the drawings, where fig. 1 shows a schematic view of a preferred embodiment of the ERD system as such, and fig. 2-4 show three typical situations during drilling of an awiks borehole using the ERD system according to fig. 1.

På alle figurer har de nummererte deler følgende betydninger: In all figures, the numbered parts have the following meanings:

1: Borerør 1: Drill pipe

2: Overgang 2: Transition

3: Kopling 3: Coupling

4: Pumpe for hydraulikk 4: Pump for hydraulics

5: Sidegripere som manøvreres av konsentriske stempler (ikke vist) 5: Side grippers operated by concentric pistons (not shown)

6: Enhet for måling under boring og slampulsenhet 6: Unit for measurement during drilling and mud pulse unit

7: System for hydraulisk aksial forskyvning (sylinder) 7: System for hydraulic axial displacement (cylinder)

8: Sidegripere som manøvreres av eksentriske stempler (ikke vist) 8: Side grippers operated by eccentric pistons (not shown)

9: System for hydraulisk aksial forskyvning (stempel) 9: System for hydraulic axial displacement (piston)

10: Slammotor (når det dreier seg om det grunnleggende system) eller hydraulisk 10: Mud engine (when it comes to the basic system) or hydraulic

oljemotor (når det dreier seg om det avanserte system) oil engine (in the case of the advanced system)

11: Borkrone 11: Drill bit

12: Undergrunn 12: Underground

En fremgangsmåte for starting av et boreslag ved benyttelse av det foreliggende ERD-system omfatter følgende trinn: a) låseanordningen er i sin utkoplede stilling og sylinder/stempelanord-ningens stempel er i sin tilbaketrukne stilling, A method for starting a drilling stroke using the present ERD system includes the following steps: a) the locking device is in its disengaged position and the piston of the cylinder/piston device is in its retracted position,

b) boreprosessen starter som følger: b) the drilling process starts as follows:

c) låseanordningen innkoples og låser dermed den utvalgte av sylinderen og c) the locking device is engaged and thus locks the selected one of the cylinder and

stempelet mot borehullveggen, the piston against the borehole wall,

d) sylinder/stempelanordningen aktiveres hvorved boreprosessen startes, karakterisert ved at slam sirkuleres med redusert hastighet i trinn a) og borerøret d) the cylinder/piston device is activated whereby the drilling process is started, characterized by mud being circulated at a reduced speed in step a) and the drill pipe

roteres i forhold til sylinder/stempelanordningen, boreprosessen startes i trinn b) ved slamsirkulasjon med full hastighet, og starter dermed elektronikken nede i borehullet, og at nedihullskoplingen utkoples før trinn c). is rotated in relation to the cylinder/piston device, the drilling process is started in step b) by mud circulation at full speed, thus starting the electronics down in the borehole, and that the downhole coupling is disengaged before step c).

En fremgangsmåte for avslutning av et boreslag ved benyttelse av det foreliggende ERD-system omfatter følgende trinn: A method for completing a drilling stroke using the present ERD system includes the following steps:

a) det aksiale stempel trekkes tilbake, og a) the axial piston is retracted, and

b) låseanordningen utkoples, karakterisert ved at b) the locking device is disengaged, characterized in that

c) nedihullskoplingen innkoples slik at hele systemet roterer, c) the downhole coupling is engaged so that the entire system rotates,

d) en trykkpuls sendes til overflaten for å starte en overflateprosess, d) a pressure pulse is sent to the surface to start a surface process,

e) den roterende borestreng nedsenkes ved hjelp av et toppdrev i e) the rotating drill string is lowered by means of a top drive i

overensstemmelse med stempelslaget, og conformity with the piston stroke, and

f) slamsirkulasjon reduseres som et signal for nedihullselektronikken om å overvåke for full sirkulasjon for å starte det neste boreslag. f) mud circulation is reduced as a signal for the downhole electronics to monitor for full circulation to start the next drill stroke.

Ved utførelse av en tilkopling, dvs. slam sirkuleres ikke og strengen roteres ikke, trekkes alle stempler (5, 8, 9) tilbake eller holdes tilbaketrukket, og koplingen (3) innkoples. Slam startes å sirkulere med redusert hastighet, og den roterende streng nedsenkes over det gjenværende slag. Den reduserte slamsirkulasjon signalerer til nedihullselektronikken (6) om å overvake for full sirkulasjon for å starte det neste boreslag. When making a connection, i.e. mud is not circulated and the string is not rotated, all pistons (5, 8, 9) are retracted or kept retracted, and the coupling (3) is engaged. Sludge is started to circulate at a reduced speed, and the rotating string is immersed over the remaining stroke. The reduced mud circulation signals the downhole electronics (6) to monitor for full circulation to start the next drilling stroke.

Claims (13)

1. Boresystem med utvidet rekkevidde (ERD-system), for boring av et borehull i en underjordisk formasjon, hvilket system omfatter1. Extended reach drilling system (ERD system), for drilling a borehole in an underground formation, which system comprises en borkrone (11), en motor (10) for å drive borkronen (11), et langstrakt legeme (1) til overflaten, en hydraulisk sylinder/stempelanordning (7, 9) for å tilveiebringe den nødvendige vekt på borkronen, idet det langstrakte legeme (1) er koplet til en utvalgt av sylinderen (7) og stempelet (9) i sylinder/stempelanordningen, idet borkronen (11) er koplet til den andre av sylinderen (7) og stempelet (9), og en låseanordning (5, 8) for låsing av den utvalgte av sylinderen (7) og stempelet (9) mot borehullveggen, idet låseanordningen (5, 8) kan manøvreres mellom en innkoplet stilling og en utkoplet stilling, hvor det langstrakte legeme er en borestreng (1) og borestrengen (1) er koplet til den utvalgte av sylinderen (7) og stempelet (9) ved hjelp av en svivelanordning (3) som tillater rotasjon av borestrengen (1) i forhold til den utvalgte av sylinderen (7) og stempelet (9), karakterisert ved at svivelanordningen (3) tillater kontinuerlig rotasjon av borestrengen (1) i forhold til den utvalgte av sylinderen (7) og stempelet (9). a drill bit (11), a motor (10) to drive the drill bit (11), an elongated body (1) to the surface, a hydraulic cylinder/piston device (7, 9) to provide the necessary weight on the drill bit, the elongated body (1) is connected to a selected one of the cylinder (7) and piston (9) in the cylinder/piston device, the drill bit (11) being connected to the other of the cylinder (7) and piston (9), and a locking device (5 , 8) for locking the selected one of the cylinder (7) and the piston (9) against the borehole wall, the locking device (5, 8) can be maneuvered between an engaged position and an disengaged position, where the elongated body is a drill string (1) and the drill string (1) is connected to the selected one of the cylinder (7) and the piston (9) by means of a swivel device (3) which allows rotation of the drill string (1) in relation to the selected one of the cylinder (7) and the piston (9) , characterized in that the swivel device (3) allows continuous rotation of the drill string (1) in relation to the selected gte of the cylinder (7) and the piston (9). 2. ERD-system ifølge krav 1, karakterisert ved at den utvalgte av sylinderen (7) og stempelet (9) er sylinderen (7), og den andre av sylinderen (7) og stempelet (9) er stempelet (9). 2. ERD system according to claim 1, characterized in that the selected one of the cylinder (7) and the piston (9) is the cylinder (7), and the other of the cylinder (7) and the piston (9) is the piston (9). 3. ERD-system ifølge krav 2, karakterisert ved at låseanordningen omfatter minst to sett av radialt utvidbare låsedeler (5, 8), idet settene omfatter et fremre sett av låsedeler (8) som er anordnet ved en fremre del (på borkronesiden) av sylinderen (7), og et bakre sett av låsedeler (9) som er anordnet ved en bakre del (på borerørsiden) av sylinderen (7). 3. ERD system according to claim 2, characterized in that the locking device comprises at least two sets of radially expandable locking parts (5, 8), the sets comprising a front set of locking parts (8) which are arranged at a front part (on the bit side) of the cylinder (7), and a rear set of locking parts (9) which are arranged at a rear part (on the drill pipe side) of the cylinder (7). 4. ERD-system ifølge krav 3, karakterisert ved at låsedelene i minst ett av det fremre sett og det bakre sett av låsedeler (5, 8) er i stand til å plassere sylinderen (7) konsentrisk eller eksentrisk i borehullet. 4. ERD system according to claim 3, characterized in that the locking parts in at least one of the front set and the rear set of locking parts (5, 8) are capable of placing the cylinder (7) concentrically or eccentrically in the borehole. 5. ERD-system ifølge krav 4, karakterisert ved at det fremre sett av låsedeler (8) er i stand til å plassere den fremre del av sylinderen (7) konsentrisk eller eksentrisk i borehullet, og det bakre sett av låsedeler (5) er i stand til å plassere den bakre del av sylinderen (7) konsentrisk eller eksentrisk i borehullet. 5. ERD system according to claim 4, characterized in that the front set of locking parts (8) is capable of placing the front part of the cylinder (7) concentrically or eccentrically in the borehole, and the rear set of locking parts (5) is able to position the rear part of the cylinder (7) concentrically or eccentrically in the borehole. 6. ERD-system ifølge ett av kravene 1-5, karakterisert ved at det omfatter en hydraulisk pumpe (4) for å tilveiebringe effekten for å drive den hydrauliske sylinder/stempelanordning (7, 9) for borevirkningen og hver låsedel for den vegglåsende virkning, idet den hydrauliske pumpe (4) drives ved rotasjon av borestrengen (1). 6. ERD system according to one of claims 1-5, characterized in that it comprises a hydraulic pump (4) to provide the power to drive the hydraulic cylinder/piston device (7, 9) for the drilling action and each locking part for the wall-locking action , as the hydraulic pump (4) is driven by rotation of the drill string (1). 7. ERD-system ifølge krav 6, karakterisert ved at motoren (10) for drift av borkronen (11) er en hydraulisk motor som drives av oljen fra den hydrauliske pumpe (4). 7. ERD system according to claim 6, characterized in that the motor (10) for operating the drill bit (11) is a hydraulic motor which is driven by the oil from the hydraulic pump (4). 8. ERD-system ifølge ett av kravene 1-7, karakterisert ved at det aksiale slag av sylinder/stempelanordningen (7,9) ligger i området 1-5 meter. 8. ERD system according to one of claims 1-7, characterized in that the axial stroke of the cylinder/piston device (7,9) is in the range 1-5 meters. 9. ERD-system ifølge ett av kravene 1-8, karakterisert ved at det omfatter inklinometre og magnetometre for utførelse av retningsmålinger som sendes til overflaten via telemetri. 9. ERD system according to one of claims 1-8, characterized in that it comprises inclinometers and magnetometers for carrying out direction measurements which are sent to the surface via telemetry. 10. ERD-system ifølge ett av kravene 1-9, karakterisert ved at det omfatter en hukommelse i hvilken det skal innføres en forprogrammert brønnbane. 10. ERD system according to one of claims 1-9, characterized in that it comprises a memory in which a pre-programmed well path is to be introduced. 11. ERD-system ifølge ett av kravene 1-10, karakterisert ved at svivelanordningen omfatter en nedihullskopling (3) som kan drives mellom en utkoplet stilling i hvilken rotasjon av borestrengen (1) i forhold til den utvalgte av sylinderen (7) og stempelet (9) er tillatt, og en innkoplet stilling i hvilken sådan relativ rotasjon er hindret. 11. ERD system according to one of claims 1-10, characterized in that the swivel device comprises a downhole coupling (3) which can be operated between a disengaged position in which rotation of the drill string (1) in relation to that selected by the cylinder (7) and the piston (9) is permitted, and an engaged position in which such relative rotation is prevented. 12. Fremgangsmåte for starting av et boreslag ved benyttelse av ERD-systemet ifølge krav 11, hvor fremgangsmåten omfatter følgende trinn: a) idet låseanordningen (5, 8) er i sin utkoplede stilling og stempelet (9) i sylinder/stempelanordningen (7, 9) er i sin tilbaketrukne stilling, b) startes boreprosessen som følger: c) låseanordningen (5, 8) innkoples og låser derved den utvalgte av sylinderen (7) og stempelet (9) mot borehullveggen, og d) sylinder/stempelanordningen (7, 9) aktiveres hvorved boreprosessen startes, karakterisert ved at slam sirkuleres med redusert hastighet i trinn a) og borestrengen (1) roteres i forhold til sylinder/stempelanordningen, at boreprosessen startes ved slamsirkulasjon med full hastighet i trinn b), og dermed starter nedihullselektronikken, og at nedihullskoplingen (3) utkoples før trinn c). 12. Method for starting a drilling stroke using the ERD system according to claim 11, where the method comprises the following steps: a) with the locking device (5, 8) in its disengaged position and the piston (9) in the cylinder/piston device (7, 9) is in its retracted position, b) the drilling process is started as follows: c) the locking device (5, 8) is engaged and thereby locks the selected one of the cylinder (7) and piston (9) against the borehole wall, and d) the cylinder/piston device (7) , 9) is activated whereby the drilling process is started, characterized in that mud is circulated at a reduced speed in stage a) and the drill string (1) is rotated in relation to the cylinder/piston device, that the drilling process is started by mud circulation at full speed in stage b), and thus the downhole electronics start , and that the downhole coupling (3) is disengaged before step c). 13. Fremgangsmåte for avslutning av et boreslag ved benyttelse av ERD-systemet ifølge krav 11, hvor fremgangsmåten omfatter følgende trinn: a) det aksiale stempel (9) trekkes tilbake, og b) låseanordningen (5, 8) utkoples, karakterisert ved at c) nedihullskoplingen (3) innkoples slik at hele systemet roterer, d) en trykkpuls sendes til overflaten for å starte en overflateprosess, e) den roterende borestreng nedsenkes ved hjelp av et toppdrev i overensstemmelse med stempelslaget, og f) slamsirkulasjon reduseres som et signal for nedihullselektronikken om å overvåke for full sirkulasjon for å starte det neste boreslag.13. Method for ending a drilling stroke using the ERD system according to claim 11, where the method comprises the following steps: a) the axial piston (9) is retracted, and b) the locking device (5, 8) is disengaged, characterized in that c ) the downhole coupling (3) is engaged so that the entire system rotates, d) a pressure pulse is sent to the surface to start a surface process, e) the rotating drill string is lowered by means of a top drive in accordance with the piston stroke, and f) mud circulation is reduced as a signal for the downhole electronics to monitor for full circulation to start the next drill stroke.
NO20000796A 1997-08-19 2000-02-18 Drilling system with a device for anchoring in the borehole NO317376B1 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP97306275 1997-08-19
PCT/EP1998/005473 WO1999009290A1 (en) 1997-08-19 1998-08-19 Drilling system with means for anchoring in the borehole

Publications (3)

Publication Number Publication Date
NO20000796L NO20000796L (en) 2000-02-18
NO20000796D0 NO20000796D0 (en) 2000-02-18
NO317376B1 true NO317376B1 (en) 2004-10-18

Family

ID=8229470

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NO20000796A NO317376B1 (en) 1997-08-19 2000-02-18 Drilling system with a device for anchoring in the borehole

Country Status (11)

Country Link
US (1) US6142245A (en)
EP (1) EP1005602B1 (en)
CN (1) CN1098963C (en)
AU (1) AU727405B2 (en)
BR (1) BR9811209A (en)
CA (1) CA2296464C (en)
EA (1) EA001110B1 (en)
EG (1) EG21597A (en)
NO (1) NO317376B1 (en)
OA (1) OA11324A (en)
WO (1) WO1999009290A1 (en)

Families Citing this family (27)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2001011180A1 (en) 1999-08-05 2001-02-15 Baker Hughes Incorporated Continuous wellbore drilling system with stationary sensor measurements
EP1365103B1 (en) * 1999-08-05 2008-10-29 Baker Hughes Incorporated Continuous wellbore drilling system with stationary sensor measurements
FR2805845B1 (en) * 2000-03-01 2002-06-07 Armines Ass Pour La Rech Et Le SELF-PENETRATING DRILLING PROCESS AND PUSH-GENERATING TOOL FOR IMPLEMENTING THE PROCESS
US20040011534A1 (en) * 2002-07-16 2004-01-22 Simonds Floyd Randolph Apparatus and method for completing an interval of a wellbore while drilling
WO2002055834A1 (en) 2001-01-10 2002-07-18 Shell Internationale Research Maatschappij B.V. Device for anchoring a drill string in a borehole
WO2003098639A1 (en) * 2002-05-17 2003-11-27 Halliburton Energy Services, Inc. Method and apparatus for mwd formation testing
US6915865B2 (en) 2003-01-28 2005-07-12 Boyd's Bit Service, Inc. Locking swivel apparatus with a supplemental internal locking mechanism
US6994628B2 (en) 2003-01-28 2006-02-07 Boyd's Bit Service, Inc. Locking swivel apparatus with replaceable internal gear members
US20060054354A1 (en) * 2003-02-11 2006-03-16 Jacques Orban Downhole tool
GB2411415B (en) * 2004-02-24 2006-07-12 Lance Robinson Directional driving device
DE602004014498D1 (en) * 2004-09-20 2008-07-31 Schlumberger Technology Bv Pulling device for drilling
CN2821127Y (en) * 2005-05-26 2006-09-27 四川省玉斧无杆自动钻井机有限公司 Intermittent creeping pusher drilling machine
DE602008002420D1 (en) * 2007-02-28 2010-10-14 Welltec As DRILLING TOOL WITH FEED CONTROL
NO333816B1 (en) * 2008-06-05 2013-09-23 Norwegian Hard Rock Drilling As Device by rock drill.
US8127858B2 (en) 2008-12-18 2012-03-06 Baker Hughes Incorporated Open-hole anchor for whipstock system
GB2476463B (en) * 2009-12-22 2012-05-30 Schlumberger Holdings System and Method for Torque Stabilization of a drilling system
CN102400644B (en) * 2010-09-15 2014-04-23 长江大学 Stepless adjustable borehole trace control tool
US9175515B2 (en) * 2010-12-23 2015-11-03 Schlumberger Technology Corporation Wired mud motor components, methods of fabricating the same, and downhole motors incorporating the same
NO335294B1 (en) * 2011-05-12 2014-11-03 2TD Drilling AS Directional drilling device
CA2841254C (en) * 2011-07-14 2016-07-19 Halliburton Energy Services, Inc. Methods and systems for controlling torque transfer from rotating equipment
US8839883B2 (en) 2012-02-13 2014-09-23 Halliburton Energy Services, Inc. Piston tractor system for use in subterranean wells
EP2839102A4 (en) * 2012-04-19 2017-06-21 Halliburton Energy Services, Inc. Drilling assembly with high-speed motor gear system
WO2014105072A1 (en) * 2012-12-29 2014-07-03 Halliburton Energy Services, Inc. Downhole drilling assembly having a hydraulically actuated clutch and method for use of same
US10329863B2 (en) * 2013-08-06 2019-06-25 A&O Technologies LLC Automatic driller
US20150090497A1 (en) * 2013-10-01 2015-04-02 Weatherford/Lamb, Inc. Directional Drilling Using Variable Bit Speed, Thrust, and Active Deflection
CN110230479A (en) * 2019-06-12 2019-09-13 中国海洋石油集团有限公司 A kind of clean control method of high angle hole oil base drilling fluid wellbore
CN111005683A (en) * 2019-09-26 2020-04-14 霍尔果斯弗莱瑟逆向石油科技有限公司 Reverse drilling device for branch well

Family Cites Families (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2662735A (en) * 1948-11-18 1953-12-15 Arutunoff Armais Apparatus for drilling deep wells
US3023821A (en) * 1955-03-01 1962-03-06 Walter H Etherington Well tool
US2999572A (en) * 1958-02-12 1961-09-12 John D Hinckley Earth anchor
US3138214A (en) * 1961-10-02 1964-06-23 Jersey Prod Res Co Bit force applicator
US3298449A (en) * 1963-10-24 1967-01-17 Drilco Oil Tools Inc Well bore apparatus
US3827512A (en) * 1973-01-22 1974-08-06 Continental Oil Co Anchoring and pressuring apparatus for a drill
US3799277A (en) * 1973-04-16 1974-03-26 Smith International Force applicator
US4095655A (en) * 1975-10-14 1978-06-20 Still William L Earth penetration
US4060141A (en) * 1976-07-06 1977-11-29 Rockwell International Corporation Self-propelled deep well turbine drill
US4431068A (en) * 1979-02-16 1984-02-14 Mobil Oil Corporation Extended reach drilling method
US4281723A (en) * 1980-02-22 1981-08-04 Conoco, Inc. Control system for a drilling apparatus
GB8616006D0 (en) * 1986-07-01 1986-08-06 Framo Dev Ltd Drilling system
DE3741717A1 (en) * 1987-12-09 1989-06-29 Wirth Co Kg Masch Bohr DEVICE FOR IMPROVING ESSENTIAL VERTICAL HOLES
FR2648861B1 (en) * 1989-06-26 1996-06-14 Inst Francais Du Petrole DEVICE FOR GUIDING A ROD TRAIN IN A WELL
US5205365A (en) * 1991-02-28 1993-04-27 Union Oil Company Of California Pressure assisted running of tubulars
DK188491A (en) * 1991-11-19 1993-05-20 Htc As CONTROLLABLE DRILLING EQUIPMENT TO DRILL A Borehole in an Underground Formation
US5474131A (en) * 1992-08-07 1995-12-12 Baker Hughes Incorporated Method for completing multi-lateral wells and maintaining selective re-entry into laterals
SE501283C2 (en) * 1993-05-06 1995-01-09 Lars Sterner rock Drill
US5762149A (en) * 1995-03-27 1998-06-09 Baker Hughes Incorporated Method and apparatus for well bore construction
US6003606A (en) * 1995-08-22 1999-12-21 Western Well Tool, Inc. Puller-thruster downhole tool
US5738178A (en) * 1995-11-17 1998-04-14 Baker Hughes Incorporated Method and apparatus for navigational drilling with a downhole motor employing independent drill string and bottomhole assembly rotary orientation and rotation
GB9523978D0 (en) * 1995-11-23 1996-01-24 Red Baron Oil Tools Rental Downhole equipment
US5794703A (en) * 1996-07-03 1998-08-18 Ctes, L.C. Wellbore tractor and method of moving an item through a wellbore
US5923170A (en) * 1997-04-04 1999-07-13 Vector Magnetics, Inc. Method for near field electromagnetic proximity determination for guidance of a borehole drill

Also Published As

Publication number Publication date
EP1005602B1 (en) 2001-07-11
EA200000233A1 (en) 2000-08-28
AU9437898A (en) 1999-03-08
WO1999009290A1 (en) 1999-02-25
CA2296464C (en) 2007-02-06
NO20000796L (en) 2000-02-18
US6142245A (en) 2000-11-07
NO20000796D0 (en) 2000-02-18
CN1098963C (en) 2003-01-15
EA001110B1 (en) 2000-10-30
AU727405B2 (en) 2000-12-14
CN1267353A (en) 2000-09-20
EP1005602A1 (en) 2000-06-07
EG21597A (en) 2001-12-31
BR9811209A (en) 2000-07-25
OA11324A (en) 2003-10-27
CA2296464A1 (en) 1999-02-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
NO317376B1 (en) Drilling system with a device for anchoring in the borehole
AU785413B2 (en) Wireless packer/anchor setting or activation
EP2593609B1 (en) Pile system and method of making a pile
CA2371133C (en) Method of creating a wellbore
US8360160B2 (en) Deep water drilling with casing
EP1764475B1 (en) Drilling system and methods of drilling lateral boreholes
NO327938B1 (en) Procedure for one-way milling through a rudder window
NO313890B1 (en) cutting tool
NO340186B1 (en) Method of drilling a wellbore in an underground formation
NO325928B1 (en) Apparatus and method for rotating part of a drill string
CN108756746A (en) A kind of barefoot laterally drilling ultra-short radius controllable levels well boring method
WO2011018432A1 (en) Conductor casing deployment control system for oil or gas wells
US11879331B2 (en) Vibro-anchoring system integrated into horizontal directional rig
WO2024076741A1 (en) Composite joint with casing exit locator
BR112020005790B1 (en) METHOD FOR PERFORMING A DOWNWELL OPERATION AND DOWNLINK ACTIVATED SYSTEM FOR PERFORMING A DOWNWELL OPERATION
BR112020005790A2 (en) internal and external downhole structures with downlink activation
MX2011003452A (en) Casing drilling.

Legal Events

Date Code Title Description
MM1K Lapsed by not paying the annual fees